高中化学 新人教版必修1第2章第3节物 质 的 量第1课时学案

第三节物质的量
第1课时物质的量的单位——摩尔新课程标准学业质量目标
1.了解物质的量及其相关物理量的涵义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。

2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量之间的相互关系进行简单计算。

合格性
考试
1.认识物质的量在化学定量研究中的重要作用,能应用物质的量进行
计算。

(宏观辨识与微观探析——水平1)
2.能从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问
题的科学方法之一。

(宏观辨识与微观探析——水平2)
等级性
考试
1.通过对比、类比归纳、演绎等多种思维活动,了解摩尔质量等知识,
体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义。

(证据推理与模型认
知——水平3)
2.通过了解生产、生活中的许多计量方法,认识化学计量方法的选择
取决于需要,初步学会从实际需求的角度审视化学问题。

(科学态度与
社会责任——水平4)
必备知识·自主学习答案P164
一、物质的量阿伏加德罗常数
1.物质的量
(1)物质的量是表示含有的集合体的物理量,用符号表示。

(2)物质的量的单位——摩尔
(3)国际单位制(SI)中的七个基本单位
物
理量 质量
电流
热力学
温度
物质
的量
发光
强度
单
位
(符
号)
米(m)
秒
(s)
安
[培](
A) 开[尔
文](K)
坎[德
拉](cd )
2.阿伏加德罗常数
(1)国际上规定,1 mol 粒子集合体所含的粒子数约为 。

(2)阿伏加德罗常数是1摩尔任何粒子的粒子数,符号是 ,单位是 。

(3)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系:n = 。

(1)小明同学学习了物质的量以后,他认为1 mol 任何物质都含有约6.02×1023个原子,6.02×1023就是阿伏加德罗常数,这个观点正确吗?为什么?
(2)(情境思考)古时候有一个勇敢的小伙子想娶国王的女儿——美丽的公主,国王出题刁难,其中的一个问题是:10 kg 小米是多少粒?小伙子很快就想到了解决这个问题的办法,顺利的娶到了公主。

①如果你是这个小伙子,你会想出什么好的办法吗?
②借助这个办法,化学上引入了“物质的量”的概念,将宏观物质与微观微粒联系了起来,例如,我们知道了1 g水含有的分子数,就能知道1 mol水含有的分子数;那么1 mol H、1 mol H+、1 mol H2的含义一样吗?为什么?
③这个故事中能说1 mol小米吗?为什么?
二、摩尔质量
(1)(教材二次开发)教材P50“1 mol任何粒子集合体都约含有6.02×1023个粒子”,那么微粒的摩尔质量就是1 mol该微粒的质量,这种说法对吗?为什么?
(2)已知1个氧原子的质量约为2.657×10-26 kg,请计算O2的摩尔质量为多少?与O2的相对分子质量的关
系是什么?
(3)(情境思考)2020年,全球很多国家都出现了新型冠状病毒疫情。

疫情期间,次氯酸钠(NaClO)是常用的消毒剂。

1 mol NaClO的质量为g。

关键能力·合作学习答案解析P164
知识点一物质的量的有关概念的理解
1.对基本概念的理解
“物质的量”四个字是一个整体,不能添字、漏字或换字,如不能物质的量
说成“物质量”“物质的质量”“物质的数量”等
只能用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子、摩尔
中子等,也可以是这些微粒的特定组合,如1 mol NaOH
阿伏加德罗常数N A的基准是1 mol粒子集合体所含的粒子数约为6.02×1023,表示微观粒子数目时,可以用N A来表示,也可以用6.02×1023 mol-1表示,如1 mol O2中含有氧分子数为N A个或6.02×1023个
摩尔质量(1)适用于任何微观粒子
(2)混合物的摩尔质量一般称为平均摩尔质量
(3)以g·mol-1为单位时数值上等于物质的相对原子(分子)质量(单位为1),等于1 mol物质的质量(单位:g)
2.使用物质的量和阿伏加德罗常数时的注意事项
(1)使用摩尔时,必须指明微粒的种类。

如1 mol H2中含有2 mol H,含1 mol H的H2的物质的量为0.5 mol。

其标准的写法是数字+mol+化学式,例如2 mol HCl即表示2 mol的氯化氢分子。

(2)阿伏加德罗常数应是一个准确的数值。

2018年11月16日,国际计量大会通过决议,将1摩尔定义为“精确包含6.022 140 76×1023个原子或分子等基本单元的系统的物质的量”。

同时修改了阿伏加德罗常数为6.022 140 76×1023,而不再是原来的0.012 kg 12C具有的碳原子数称为1 mol。

在实际计算中,我们一般将阿伏加德罗常数取为6.02×1023mol-1。

(1)1 mol任何物质都含有6.02×1023个分子吗?(宏观辨识与微观探析)
(2)2 mol H2O的摩尔质量是1 mol H2O的摩尔质量的2倍吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)
(3)
(情境应用)《物理化学中的量单位和符号》一书指出,在使用“物质的量”时,一定要清楚地指出基本单元,即是分子还是离子、原子等。

请你判断下列说法是否符合书中的要求。

①1 mol氧中约含有6.02×1023个原子。

②1 mol H2含有2 mol氢原子。

③阿伏加德罗常数就是6.02×1023。

【典例】下列说法正确的是()
A.物质的量是一个基本物理量,表示物质所含粒子的多少
B.1 mol氢中含有2 mol氢原子和2 mol电子
C.1 mol H2O的质量等于N A个H2O分子质量的总和(N A表示阿伏加德罗常数的值)
D.S的摩尔质量为96 g
【解题指南】解答本题要明确以下两点:
(1)明确物质的量的含义。

(2)了解摩尔质量的单位和阿伏加德罗常数的意义。

【母题追问】1 mol H2O中含有的质子数为多少?
使用物质的量、摩尔质量时易犯的错误
(1)用物质的量描述宏观物质。

(2)描述的对象不明确。

如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示1 mol氮原子。

(3)换算错误。

如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是1 mol H。

(4)将摩尔质量与质量的单位混淆。

(5)误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。

水是生命之源。

了解水的组成也是化学学习的内容之一。

下列有关说法正确的是()
A.1 mol H2O约含有6.02×1023个氢原子
B.H2O的摩尔质量是18 g
C.1 mol O2的质量是32 g,含有的氧原子数为2 N A
D.2 N A个H2O的摩尔质量为36 g·mol-1
知识点二物质的量、物质的质量、微粒数目之间的计算关系
1.n=
(1)n、N、N A三个量中,已知任意两项可求第三项。

(2)求N时,概念性问题用N A,数字性问题用6.02×1023 mol-1。

(3)N与n成正比,比较微粒数多少时只判断其n的大小即可。

2.n=
m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。

3.=
(1)N、N A、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。

(2)该等式中一般N A、M为已知,则N与m可互求。

(1)0.5 mol CO2中含分子数与原子数各为多少?(宏观辨识与微观探析)
(2)9.03×1023个CO2分子的物质的量、物质的质量分别是多少?(宏观辨识与微观探析)
(3)9 g水的物质的量、所含分子数目分别是多少?(宏观辨识与微观探析)
【典例】下列各组物质中所含氧原子的物质的量相同的是()
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4
C.0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6
D.0.1 mol H2SO4和0.4N A个H2O
【解题指南】做有关物质的量的计算时要注意两点:
(1)明确分子与原子或离子的数量关系;
(2)看清题目中所要求的是粒子的物质的量还是数量。

【母题追问】(1)0.1 mol CuSO4·5H2O中所含氢原子的物质的量是多少?
(2) 相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数的比值是多少?
1.(1)计算:
①4 g NaOH的物质的量:;
②0.5 mol H2SO4的质量:;
③已知一个Cl2分子的质量为m g,N A表示阿伏加德罗常数,则M(Cl2)=。

(2)在①、②、③、④处的横线上填写适当的内容。

2.
利用太阳能等能源分解水制备氢气,是实现绿色氢能经济的必由之路,也是未来氢燃料电池的氢源发展方向。

2019年,中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和太阳能研究部李灿院士团队开发出新一代电解水催化剂,达到目前已知的规模化电解水制氢的最高效率。

若光解0.02 mol水:
(1)生成H2的质量为;
(2)可生成氢的原子数为;
(3)生成O2的物质的量为;
(4)生成H2的量理论上等于mol Fe与稀硫酸反应产生H2的量。

三言两语话重点
1.理解物质的量:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,单位是mol。

2.记住阿伏加德罗常数:表示1 mol任何粒子的粒子数,符号为N A,单位为mol-1,约为6.02×1023 mol-1。

3.明确摩尔质量含义:单位物质的量的物质所具有的质量,在以g·mol-1为单位时,其数值等于该物质的相对分子质量或相对原子质量。

4.记住两个公式:n==。

课堂检测·素养达标答案解析P164
1.
2018年11月13日至16日,第26届国际计量大会在巴黎召开。

这次,对物质的量的单位——摩尔的定义进行了修改。

摩尔来源于拉丁文moles,原意为大量、堆积,是在1971年10月有41个国家参加的第14届国际计量大会决定增加的国际单位制(SI)的第七个基本单位。

下列对于“摩尔”的理解正确的是()
A.1 mol任何物质所含有的原子数都相同
B.摩尔是物质的量的单位,简称摩,符号为mol
C.摩尔可以把物质的宏观数量与微观粒子的数量联系起来
D.32 g O2和32 g O3中所含氧原子的个数比是2∶3
2.下列表示错误的是()
A.1 mol H2
B.1 mol Fe
C.1 mol N
D.1 mol 蔬菜
3.25 g硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的物质的量为()
A.25 mol
B.1.56 mol
C.1 mol
D.0.1 mol
4.偏二甲肼(C2H8N2)是一种高能燃料,燃烧产生巨大能量,可作为航天运载火箭的推动力。

下列叙述中正确的是()
A.偏二甲肼的摩尔质量为60 g
B.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 g
C.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1
D.6 g偏二甲肼含有N A个偏二甲肼分子
5.(教材二次开发·教材习题改编)下雪时,常用融雪剂清理路面。

醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂,下列关于1 mol CH3COOK的叙述正确的是()
A.CH3COOK的相对分子质量为98 mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK含有3×6.02×1023个H
素养新思维
6.阅读下列文章,回答问题。

感受阿伏加德罗常数
假若有6.02×1023粒小米,我们把全国的约14亿人口不分老幼都动员起来数这些米粒,按每人每秒钟数一粒,不吃不喝不睡来计算时间,数完6.02×1023个米粒,一共要用掉约1 400万年的时间!一个水分子的直径约为4×10-10 m,将6.02×1023个水分子一个接一个地排列起来,就有2.4×1011 km 的长度,约能绕地球赤道600万圈。

可见,6.02×1023是一个非常巨大的数,用它作衡量物质物质的量多少的基准,1 mol物质中所含的微粒数量是相当巨大的,所以物质的量只用于描述微观粒子,不能用于宏观物体的描述。

(1)0.5 mol H2O含有的分子数、原子数、质子数分别是多少个?
(2)含有氢原子数相同的H2O和C2H4分子数是否相同?分子数之比是多少?
一、1.(1)一定数目粒子n
(2)mol分子原子离子
(3)长度时间千克(kg)摩[尔](mol)
2.(1)6.02×1023(2)N A mol-1
(3)N/N A
【自主探索】
(1)提示:不正确。

构成物质的微粒可以是分子、离子或原子,因为不能确定该物质是由哪种微粒构成的,所以错误;阿伏加德罗常数是有单位的,其单位是mol-1,错误。

(2)①提示:可以先数出1 g小米的数量,然后再转换成10 kg小米是多少粒。

②提示:意义不同,尽管都是1摩尔微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1摩尔氢原子、1摩尔氢离子和1摩尔氢分子。

③提示:1 mol后面只能是分子、原子等微观粒子,不能是小米、桌子等宏观物质。

二、M g·mol-1或g/mol相对原子质量或相对分子质量相等n=
【自主探索】
(1)提示:不对。

摩尔质量的单位是g·mol-1,物质的质量单位是g,二者的意义不同。

(2)提示:M(O2)=2.657×10-23 g×6.02×1023 mol-1×2=15.995 g·mol-1×2=31.99 g·mol-1≈32 g·mol-1,氧气摩尔质量以g·mol-1为单位,数值上与氧气相对分子质量相等。

(3)提示:74.5
知识点一
【合作探究】
(1)提示:不一定。

物质不一定是由分子组成的,有些物质不含分子,如NaCl等。

(2)提示:不是。

物质的分子组成确定,其摩尔质量就是个确定的值。

(3)提示:①和③不对,②正确。

【典例示范】
“物质的量是一个基本物理量”是对的,但物质的量不是表示物质所含“粒子的多少”,而是表示物质所含“一定数目粒子的集合体”的多少,A错误;在用物质的量来表示物质多少时,必须指明粒子的种类,“1 mol氢”指代不明确,B错误;1 mol H2O中含N A个水分子,1 mol H2O的质量就等于N A个H2O分子质量的总和,C正确;S的摩尔质量为96 g·mol-1,D错误。

【母题追问】提示:质子数等于原子序数之和,所以1 mol水分子中含有质子数为10 N A。

【素养训练】
A项1 mol H2O含有2 mol氢原子约2×6.02×1023个氢原子;B项摩尔质量的单位为g·mol-1;D项摩尔质量与物质的量的多少无关,错误。

知识点二
【合作探究】
(1)提示:分子数:0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;原子总数:3.01×1023×3=9.03×1023。

(2)提示:n===
1.5 mol
m=n·M=1.5 mol×44 g·mol-1=66 g。

(3)提示:n===0.5 mol
N=n·N A=0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023。

【典例示范】
0.3 mol O2含有氧原子0.6 mol,0.3 mol H2O含有氧原子0.3 mol, A项不相
等;6.02×1023个CO2含有氧原子2 mol, 0.1 mol KMnO4含有氧原子0.4 mol , B项不相等;0.1 mol CuSO4·5H2O含有氧原子0.9 mol, 0.1 mol C6H12O6含有氧原子0.6 mol, C项不相等;D项中0.1 mol H2SO4中含氧原子0.4 mol,在0.4N A个H2O中氧原子也为0.4 mol。

【母题追问】(1)提示:1个CuSO4·5H2O中含有5×2=10个氢原子,所以0.1 mol CuSO4·5H2O 中所含氢原子的物质的量是0.1×10=1 mol。

(2)提示:硫酸和磷酸摩尔质量都是98 g·mol-1,二者质量相同则物质的量相等,每个分子都含有4个氧原子,即相同质量的H2SO4和H3PO4所含氧原子数相同,比值为1∶1。

【素养训练】
1.【解析】66 g CO2的物质的量为66 g÷44 g·mol-1=1.5 mol,其分子数
N=n×N A=1.5N A=1.5×6.02×1023=9.03×1023;1 mol CO2含有1 mol C、2 mol O,故1.5 mol CO2含有1.5 mol C和3 mol O。

答案:(1)①0.1 mol②49 g
③m·N A g·mol-1
(2)①1.5N A(或9.03×1023)②1.5 mol
③1.5④3
2.【解析】根据2H2O2H2↑+O2↑,光解0.02 mol水,可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2;生成H2的质量为0.04 g;可生成氢的原子数为2.408×1022;0.02 mol Fe与稀硫酸反应产生0.02 mol H2。

答案:(1)0.04 g(2)2.408×1022
(3)0.01 mol(4)0.02
CH3COOK的相对分子质量为98,A项错误;CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,B项错误;2 mol氧是指氧原子还是
指氧分子,指代不明确,C项错误;1个CH3COOK含有3个H,所以1 mol CH3COOK中含有
3×6.02×1023个H,D项正确。

6.答案:(1)3.01×10239.03×1023
3.01×1024(2)不同2∶1。